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Grade 6Matéria e seus estados


Fusão e congelamento


Nesta lição, exploraremos dois importantes processos da matéria: fusão e congelamento. A fusão e o congelamento são duas mudanças de estado que você frequentemente vê no dia a dia. Quando a matéria muda sua forma de um estado para outro, ela passa por uma mudança de fase. Vamos dar uma olhada mais profunda em cada uma dessas mudanças de fase para entendê-las melhor.

Compreendendo os estados da matéria

A matéria é encontrada em três estados principais: sólido, líquido e gasoso. Cada um desses estados tem suas próprias características distintas, com base em como as pequenas partículas, chamadas átomos ou moléculas, estão dispostas e se movem. Vamos dar uma breve olhada nesses estados:

Sólido: No estado sólido, as partículas estão muito próximas umas das outras em uma disposição fixa e ordenada. Essas partículas vibram, mas não se movem de suas posições. Isso faz com que os sólidos tenham uma forma e volume definidos. Por exemplo, o gelo é uma forma sólida de água.

Líquidos: No estado líquido, as partículas ainda estão próximas, mas não em uma disposição ordenada, e podem deslizar umas sobre as outras, fazendo o líquido fluir. Os líquidos têm volume fixo, mas assumem a forma do recipiente. A água é um exemplo de estado líquido.

Gasoso: No estado gasoso, as partículas estão muito mais afastadas em comparação com sólidos e líquidos e se movem livremente a altas velocidades. Por causa disso, gases não têm forma nem volume definidos. O vapor d'água é a água no estado gasoso.

Disposição das partículas nos estados da matéria Sólido Líquido Gasoso

Processo de fusão

Fusão é o processo em que uma substância sólida se transforma em líquida. Isso acontece quando uma substância sólida é aquecida. O calor é uma forma de energia, e adicionar calor a uma substância sólida dá mais energia às partículas, fazendo-as vibrar mais rápido. Quando ganham energia suficiente, podem se libertar de sua posição fixa e começar a se mover livremente, transformando-se em líquido.

Exemplo: Considere uma barra de chocolate. Quando você a segura na mão, o calor do seu corpo a aquece, fazendo-a derreter.

Ponto de fusão

Cada substância tem uma temperatura certa à qual ela derrete, chamada de ponto de fusão. Nesta temperatura, o sólido se transforma em líquido. Por exemplo, o ponto de fusão do gelo é 0 o C (32 o F).

Ponto de Fusão do Gelo: 0°C ou 32°F

Processo de formação do gelo

O congelamento é o oposto da fusão. É o processo no qual um líquido se transforma em sólido. Quando um líquido esfria, ele perde energia térmica. À medida que as partículas perdem energia, elas se movem mais lentamente e começam a se reunir, organizando-se em posições fixas, formando um sólido.

Exemplo: Quando você coloca água em uma bandeja de gelo no freezer, a água esfria e congela, transformando-se em gelo.

Ponto de congelamento

O ponto de congelamento é a temperatura na qual um líquido se torna sólido. Geralmente, o ponto de congelamento e o ponto de fusão são os mesmos. Portanto, o ponto de congelamento da água também é 0 o C (32 o F).

Ponto de Congelamento da Água: 0°C ou 32°F

Fatores que afetam a fusão e o congelamento

Pressão

A pressão é a força aplicada a uma substância. Mudanças na pressão podem afetar os pontos de fusão e congelamento de uma substância. Geralmente, aumentar a pressão diminui o ponto de fusão do gelo, é por isso que os patins deslizam mais facilmente no gelo. A pressão da lâmina do patim derrete momentaneamente o gelo, facilitando o deslizamento.

Impurezas

Adicionar impurezas a uma substância pode mudar seu ponto de fusão e congelamento. Por exemplo, quando o sal é adicionado à neve, ele reduz o ponto de fusão, ajudando a derreter o gelo nas estradas no inverno.

Observando a fusão e o congelamento no dia a dia

Vemos fusão e congelamento ao nosso redor todos os dias. Aqui estão alguns exemplos que você pode reconhecer:

  • Sorvete derretendo: Em um dia ensolarado, os cones de sorvete tendem a derreter e pingar.
  • Congelando picolés: Picolés de suco caseiros são feitos congelando suco de frutas em moldes.
  • Manteiga derretendo: A manteiga é derretida em uma panela quente antes de ser usada para fritar.
  • Chuva congelante: No inverno, a água da chuva congela quando atinge superfícies frias, formando gelo.

Diagrama de mudança de fase

As mudanças de fase podem ser representadas em um diagrama conhecido como "diagrama de mudança de fase" ou "curva de aquecimento". Ele mostra como uma substância, como a água, muda de sólido para líquido e, em seguida, para gás com a adição de calor.

Diagrama de mudança de fase Sólido Líquido Gasoso Ponto de fusão Ponto de ebulição

Experimentos para observar a fusão e o congelamento

Você pode fazer experimentos simples para ver o processo de fusão e congelamento. Aqui está uma atividade fácil que você pode tentar:

Experimento: Derretendo gelo

Materiais necessários:

  • alguns cubos de gelo
  • um prato ou tigela

Processo:

  1. Coloque alguns cubos de gelo em um prato.
  2. Observe-os começando a derreter à temperatura ambiente.
  3. Anote o tempo que leva para o gelo se transformar completamente em água.

À medida que o gelo derrete, você notará que ele se tornará líquido, demonstrando o processo de fusão.

Experimento: Fazendo Gelo

Materiais necessários:

  • uma bandeja de gelo de plástico
  • Água
  • um freezer

Processo:

  1. Encha a bandeja de gelo com água.
  2. Coloque-a cuidadosamente no freezer.
  3. Verifique a bandeja após algumas horas para ver como a água se transformou em gelo.

Esta transformação da água em gelo é um exemplo do processo de congelamento.

Conclusão

Compreender a fusão e o congelamento é fundamental no estudo da matéria e seus estados. Esses processos estão ao nosso redor, afetando desde como desfrutamos dos nossos pratos favoritos até a operação do mundo natural. Observando e experimentando a fusão e o congelamento, adquirimos uma melhor compreensão de como as substâncias interagem com a temperatura, causando mudanças em seus estados.

Os conceitos de fusão e congelamento não apenas fornecem uma visão do mundo físico, mas também formam a base para estudos mais avançados em química e física. Esses fenômenos nos lembram das incríveis mudanças que podem ocorrer nas menores estruturas da matéria devido a simples mudanças de energia e temperatura.


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